¿Por qué aparecen grietas cuando una máquina dobladora de tubos dobla un tubo?
Las grietas son un defecto común y problemático en el doblado de tubos. Una vez que aparecen, pueden afectar la apariencia o incluso provocar una falla estructural. Las causas de las grietas en los tubos doblados difieren de las del doblado de chapa metálica, ya que involucran el estado mecánico único del tubo y los detalles del proceso.
Plasticidad insuficiente del material o espesor de pared excesivamente reducido
La elongación, la relación entre la resistencia a la fluencia y el espesor de la pared del tubo determinan directamente su límite de doblado. Cuando el material en sí es demasiado duro (por ejemplo, acero de alta resistencia o ciertos aceros inoxidables) o el espesor de la pared es demasiado delgado en relación con el diámetro exterior, la deformación por tracción de las fibras exteriores supera el límite, provocando la aparición de grietas a lo largo del lado exterior de la curvatura.
Radio de doblado insuficiente
La relación entre el radio del centro de doblado (R) y el diámetro exterior del tubo (D), R/D, es un indicador clave. Si R/D es demasiado pequeño (en general se recomienda R/D ≥ 3, dependiendo del material y del proceso), la deformación por doblado se concentrará excesivamente, la tasa de reducción del espesor de la pared exterior superará el estándar y se producirán fácilmente grietas.
Falta de mandril o ajuste inadecuado de la matriz
Al doblar tubos con una máquina dobladora de tubos, si no se utiliza un mandril, el mandril está posicionado demasiado hacia atrás o las matrices (como matrices de doblado, matrices de sujeción y matrices antarrugas) no están adecuadamente combinadas, el lado interior del tubo carecerá de un soporte efectivo, lo que provocará una distorsión de la sección transversal (aplanamiento, arrugas) y agravará aún más la concentración de tensiones de tracción en el lado exterior, induciendo grietas.
Colocación inadecuada de la soldadura
En los tubos soldados, si la soldadura se encuentra ubicada en la zona de tracción en el lado exterior de una curvatura, es muy susceptible de convertirse en un punto de iniciación de grietas debido a la diferencia de plasticidad entre la zona soldada y el material base, así como a la posible presencia de penetración incompleta o tensiones residuales. En general, la soldadura debe desviarse hacia las proximidades de la capa neutra.
Lubricación insuficiente y daño superficial
Los arañazos o las indentaciones en la superficie del tubo, o la fricción excesiva entre el molde y el tubo debida a una lubricación inadecuada durante el doblado, pueden generar concentraciones locales de tensión, desde las cuales pueden iniciarse y propagarse grietas.
Recomendaciones de prevención
Seleccionar tubos con excelente plasticidad; para materiales duros, considerar el doblado tras un recocido.
Asegurarse de que el radio de doblado R/D no sea inferior al valor mínimo admisible para el material.
Seleccionar un mandril adecuado (por ejemplo, un mandril de cabeza esférica) según el diámetro del tubo, el espesor de pared y el radio de doblado, y ajustarlo a la posición correcta.
Girar la soldadura del tubo soldado hacia el interior de la curvatura o hacia la zona de la capa neutra.
Comprobar el estado de desgaste de la matriz y utilizar un aceite especial para doblado de tubos para garantizar una lubricación adecuada.
Inspeccionar la superficie del tubo en bruto antes del doblado, eliminando rebabas, arañazos y otros defectos.
El doblado de tubos es un proceso que está fuertemente acoplado a las condiciones de tensión y de molde. Solo mediante el control preciso de cada paso podemos obtener una calidad de tubo doblado liso, completo y sin grietas.
